变频调速及其控制技术的现状与发展趋势
变频调速能量回馈控制技术的现状与发展趋势
变频调速能量回馈控制技术的现状与发展趋势摘要: 通用变频器能量回馈PWM控制系统是一种采用有源逆变方式把电动机减速制动时产生的再生能量回馈电网的装置。
它可以克服通用变频器传统制动电阻方式低效、难以满足快速制动和频繁正反转的不足，使通用变频器可在四象限运行。
本文首先回顾了变频调速能量回馈控制技术的发展历史及现状。
设计了一种基于智能功率模块IPM的新型控制系统，并详细介绍了主电路、控制电路、驱动和保护电路的设计思路。
最后指出了能量回馈技术的发展趋势。
关键词:变频调速技术能量回馈再生制动 PWM控制智能功率模块检测技术1 引言变频调速技术涉及电子、电工、信息与控制等多个学科领域。
采用变频调速技术是节能降耗、改善控制性能、提高产品产量和质量的重要途径，已在应用中取得了良好的应用效果和显著的经济效益。
但是，在对调速节能的一片赞誉中，人们往往忽视了进一步挖掘变频调速系统节能潜力和提高效率的问题。
事实上，从变频器内部研究和设计的方面看，应用或寻求哪一种控制策略可以使变频驱动电机的损耗最小而效率最高？怎样才能使生产机械储存的能量及时高效地回馈到电网？这正是提高效率的两个重要途径。
第一个环节是通过变频调速技术及其优化控制技术实现"按需供能"，即在满足生产机械速度、转矩和动态响应要求的前提下，尽量减少变频装置的输入能量;第二个环节是将由生产机械中储存的动能或势能转换而来的电能及时地、高效地"回收"到电网，即通过有源逆变装置将再生能量回馈到交流电网，一方面是节能降耗，另一方面是实现电动机的精密制动，提高电动机的动态性能。
本文讨论的就是变频调速系统节能控制的第二个环节－变频调速能量回馈控制技术。
在能源资源日趋紧张的今天，这项研究无疑具有十分重要的现实意义。
2 通用变频器在应用中存在的问题通用变频器大都为电压型交-直-交变频器。
三相交流电首先通过二极管不控整流桥得到脉动直流电，再经电解电容滤波稳压，最后经无源逆变输出电压、频率可调的交流电给电动机供电。
变频调速技术的现状与发展(王经纬)
变频调速技术的现状与发展王经纬（山东大学控制科学与工程学院，山东济南 250002）摘要：变频调速以其优异的调速和启制动性能，高效率、高功率因数和节能效果，广泛的适用范围及其他许多优点，已成为高性能交流调速领域中世界各国备受关注和重点发展的技术之一。
本文概述了其行业现状和未来发展趋势，重点论述了其优势及其发展历史、国内外现状、控制方式、未来发展方向及今后应做的工作。
关键字：变频调速系统；矢量控制；PWM技术0引言20世纪70年代以来，随着电力电子技术和控制理论的高速发展，交流电机变频调速技术取得了突破性的进展。
变频调速以其优异的调速和启制动性能，高效率、高功率因数和节能效果，广泛的适用范围及其他许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式，是当今节能、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境，推动技术进步的一种主要手段。
目前，国内变频调速系统的研究非常活跃，但是在产业化方面还不是很理想，市场的大部分份额还是被国外公司所占据。
因此，加快国内变频调速系统的发展以及如何站在高起点上结合我国国情开发我国自己的产品都具有十分积极的意义，这就需要对国际变频调速技术的现状和发展趋势有一个全面、深入的了解。
1变频调速技术的优势及其发展历史1.1变频调速技术的优势电气传动控制系统通常由电动机、控制装置和信息装置3部分组成。
它分成不调速和调速两大类，调速又分交流调速和直流调速两种方式。
不调速电动机直接由电网供电，但随着电力电子技术的发展这类原本不调速的机械越来越多地改用调速传动以节约电能（节约15%～20%或更多），改善产品质量，提高产量。
近年来交流调速中最活跃、发展最快的就是变频调速技术。
变频调速是交流调速的基础和主干内容。
变频调速主要有如下一些优点：①调速范围宽，可以使普通异步电动机实现无级调速；②启动电流小，而启动转矩大；③启动平滑，消除机械的冲击力，保护机械设备；④对电机具有保护功能，降低电机的维修费用；⑤具有显著的节电效果；⑥通过调节电压和频率的关系方便地实现恒转矩或者恒功率调速。
变频技术的发展趋势及其应用
变频技术的发展趋势及其应用
一、变频技术的发展趋势
1.适应条件多变的智能控制
随着工业4.0技术的发展，越来越多的智能设备需要能够根据变化环
境和条件进行实时变化，以满足用户的需求。
变频技术在这一方面起到了
重要作用，可以实时监测电机状态，可以根据实时条件调整电机的转速，
降低运行能耗，提高运行效率。
2.节能减排
随着节能减排的要求日益增加，变频技术非常适合实现节能减排的目标，因为它可以根据实时的条件调整电机的功率，从而减少电机的能耗和
排放。
加之变频技术可以降低机械金属磨损，从而提高加工质量，减少设
备维护的工作量，同时还可以降低润滑油的使用量，从而实现节能减排。
3.可靠性和稳定性
变频技术可以改善电机的可靠性和稳定性，变频器可以控制电机的转速，可以实现自动调节，避免由于过载或过电流而导致的电机烧坏。
此外，变频技术还可以减少电机运行中的噪声，提高电机的稳定性，确保电机的
长期可靠性。
二、变频技术应用
变频技术在工业领域的应用日益广泛，其可以应用到包括搅拌机、洗
衣机、空调、泵、风机等等场景中。
1.搅拌机
搅拌机是一种经常被用于制造类产品的重要设备。
变频调速系统的发展现状与前景展望
变频调速系统的发展现状与前景展望第一篇：变频调速系统的发展现状与前景展望变频调速系统的发展现状与前景展望清华大学电机系冬雷李永东[摘要］了解近十年来国外通用变频器的技术发展对于深入了解交流传动与控制技术的发展走向以及如何站在高起点上结合我国国情开发我国自己的产品都具有十分积极的意义。
[关键词] 通用变频电力电子 IGBT IPM PWM DTC1.前言交流传动与控制技术是目前发展最为迅速的技术之一，这是和冉力电子器件制造技术、变流技术控制技术以及微型计算机和大规模集成电路的飞速发展密切相关。
通用变频器作为早个商品开始在国内上市，是近十年的事，销售额逐年增加，于今全年有超过数十亿元（RMB）的市场。
其中．各种进口品牌居多，功率小至百瓦大至数千千瓦；功能简易或复杂；精度低或高；响应慢或快：有PG（测速机）或无PG;有噪音或无噪音等等。
对于许多用户来说,这十年中经历了多次更新，现所使用的变频器大都属于目前最为先进的机型如果从应用的角度来说，我们的水准与发达国家没有什么两样。
作为国内制造商,通过这十年来对国外的先进技术进行销化，也正在积极地进行国产变频器的自主开发．努力追赶世界发达国家的水平。
回顾近十年来国外通用变频器技术的发展对于深入了解交流传动与控制技术的走向，以及如何站在高起点上结合我国国情开发我国自己的产品应该说具有十分积极的意义.2.关于功率器件变频技术是建立在电力电子技术基础之上的。
在低压交流电动机的传动控制中，应用最多的功率器件有GTO、GTR、IGBT以及智能模块IPM(Intelligent Power Module），后面二种集GTR的低饱和电压特性和MOSFET的高频开关特性于一体是目前通用变频器中最广泛使用的主流功率器件。
IGBT集射电压Vce可＜3V,频率可达到20KHZ,内含的集射极间超高速二极管Trr可达150ns,1992年前后开始在通用变频器中得到广泛应用。
其发展的方向是损耗更低,开关速度更快、电压更高,容量更大(3.3KV、1200A), 目前，采用沟道型栅极技术、非穿通技术等方法大幅度降低了集电极一发射极之间的饱和电压[VCE（sat)]的第四代IGBT也已问世。
2024年变频调速电机市场发展现状
2024年变频调速电机市场发展现状概述变频调速电机是一种使用变频器来控制电动机转速的装置，由于其调速范围广、效率高、节能环保等优势，目前在工业领域得到广泛应用。
本文将就变频调速电机市场的发展现状进行分析和总结。
市场规模变频调速电机市场的规模与电力、工业生产等领域的发展密切相关。
根据调研数据显示，近年来，国内变频调速电机市场规模呈现逐年增长的趋势。
预计到2025年，中国变频调速电机市场将达到XXX亿元。
市场驱动因素1.环保节能要求：随着环境保护意识的提高，对工业设备节能减排的要求也越来越严格。
变频调速电机具有优异的节能效果，能够满足环保要求，因此受到市场的青睐。
2.自动化需求：随着工业自动化水平的提高，对电动机的精确控制要求也越来越高。
变频调速电机具有精确控制转速的能力，能够满足自动化生产线的需求，因此在自动化领域得到广泛应用。
3.新能源发展：随着新能源行业的兴起，对电动机的需求也在不断增加。
变频调速电机作为新能源设备中不可或缺的组成部分，正在逐渐渗透到新能源市场中。
市场竞争格局当前，变频调速电机市场存在着激烈的竞争。
主要厂商通过技术研发、品牌营销等手段争夺市场份额。
在国内市场中，一些知名的变频调速电机制造商已经形成了一定的规模，并且具有较强的研发实力和品牌影响力。
市场趋势1.高效节能：随着节能理念的普及，未来市场将更加注重变频调速电机的高效节能特性。
厂商将进一步提升产品的节能性能，以满足市场需求。
2.智能化：随着物联网和人工智能技术的发展，未来变频调速电机将实现智能化控制和远程监控。
这将大大提高设备的可靠性和运行效率。
3.产业升级：未来变频调速电机市场将呈现出产品结构升级、技术创新和行业整合加强等趋势。
厂商需要不断提高自身的研发和制造水平，以适应市场变化。
发展挑战1.技术壁垒：变频调速电机市场具有较高的技术门槛，需要厂商具备一定的研发实力和技术专长。
对于中小型企业而言，技术壁垒可能是一个制约发展的因素。
高压变频调速技术装置的未来发展趋势和挑战
高压变频调速技术装置的未来发展趋势和挑战随着科技的不断进步和工业领域的不断发展，高压变频调速技术装置正成为工业生产过程中不可或缺的重要装备。
高压变频调速技术装置能够有效地控制电机的转速，实现对工业生产过程的精确控制，提高生产效率和能源利用率。
然而，要实现高压变频调速技术装置的未来发展，还面临着一些挑战。
首先，高压变频调速技术装置将更加智能化。
随着人工智能和物联网技术的不断发展，高压变频调速技术装置将能够实时监测生产过程中的数据，并通过算法进行分析和优化。
装置将能够自动调节电机的转速，使其达到最佳效果，并根据不同的工况要求进行智能调整。
同时，装置还可以与其他设备进行互联，形成一个智能化的工业生产系统，实现生产过程的自动化和智能化。
其次，高压变频调速技术装置的节能效果将得到进一步提升。
能源资源日益紧缺，节能减排已成为各国政府的重要政策。
高压变频调速技术装置具有多级减速功能，能够根据实际需求精确调整电机的运行速度，避免能源的浪费。
随着技术的不断创新，高压变频调速技术装置将进一步提高能源的利用效率，实现更为节能环保的工业生产。
再次，高压变频调速技术装置的可靠性和稳定性将得到增强。
在工业生产过程中，高压变频调速技术装置承担着关键任务，一旦出现故障将会影响整个生产线的正常运行。
因此，提高装置的可靠性和稳定性将成为未来的发展方向之一。
通过采用先进的控制算法和可靠的硬件设计，高压变频调速技术装置将能够保证长时间的稳定运行，并具备故障自诊断和快速修复的能力。
此外，高压变频调速技术装置的安全性也是一个亟待解决的问题。
在高压和大功率的工作环境下，一旦装置发生故障或操作失误，可能会对工作人员和设备造成严重的安全隐患。
因此，未来的发展趋势是在设计和制造过程中更加注重装置的安全性，并加强安全措施的研究和应用，确保装置在工作过程中的安全可靠性。
最后，高压变频调速技术装置的应用范围将进一步扩大。
目前，高压变频调速技术装置主要应用于重工业和能源行业，如钢铁、石化、煤矿等领域。
变频器调速发展的趋势如何
变频器调速发展的趋势如何随着产业的发展和能源的快速消耗，能效成为一个重要的问题。
在这种情况下，变频器调速技术的应用逐渐成为解决能效问题的重要手段。
变频器调速技术通过改变电机的工作频率，调整电机的转速，从而实现对电机的精确控制。
因此，变频器调速技术被广泛应用于各个领域，例如工业制造、建筑、交通等。
变频器调速技术的发展趋势主要体现在以下几个方面：1. 高效节能：能源效益将是变频器调速技术发展的重要指标，高效节能是未来变频器调速技术发展的主要方向。
目前，随着电机制造技术的进步和电子元器件的不断升级，变频器调速技术的能效已经得到了较大提高。
未来，随着材料科学和电力电子技术的不断发展，变频器的能效还将进一步提升。
同时，逐渐普及的可再生能源的应用也将促进变频器调速技术的发展。
2. 多功能集成：未来的变频器将趋向于多功能集成，不仅能实现电机的调速控制，还能集成其他控制功能。
例如，变频器可以与传感器、PLC等设备进行联动，实现更加智能化的控制。
此外，变频器还可以集成故障检测、预警等功能，实现对电机工作状态的实时监测，提前预防故障的发生。
3. 精确控制：在工业制造和交通领域，对电机的精确控制要求越来越高。
未来的变频器调速技术将注重提高控制的精度和稳定性。
通过引入高精度的传感器、改进控制算法等手段，实现对电机转速、功率、扭矩等参数的精确控制。
4. 网络化通信：随着信息技术的发展，网络化通信将成为未来变频器调速技术的重要发展方向。
变频器可以与上位机进行远程通信，实现对电机工作状态的远程监测和控制。
此外，通过与其他设备的网络连接，变频器可以实现设备之间的协同工作，提高生产效率和能源利用率。
5. 环保节能：变频器调速技术的应用有助于降低能源消耗，减少对环境的污染。
未来，变频器调速技术将更加注重环保节能。
例如，变频器可通过回馈能量和能量回收等技术，将电机运行时产生的惯性能量转化为电能，并回馈到电网中。
这不仅能减少能源浪费，还能降低对能源资源的需求。
变频调速系统的发展现状与前景展望论文
变频调速系统的发展现状与前景展望论文摘要：详细介绍了目前变频调速领域研究的热点问题，分析了最新技术发展对变频调速系统产业化所带来的影响，并对变频调速系统的发展前景进行了预测。
关键词：变频调速系统 PWM 数字控制1 前言当前全球经济发展过程中，有两条显著的相互交织的主线：能源和环境。
能源的紧张不仅制约了相当多发展中国家的经济增长，也为许多发达国家带来了相当大的问题。
能源集中的地方也往往成为全世界所关注的热点地区。
而能源的开发与利用又对环境的保护有着重大影响。
全球变暖、酸雨等一系列环境灾难都与能源的开发与利用有关。
能源工业作为国民经济的基础，对于社会、经济的发展和人民生活水平的提高都极为重要。
在高速增长的经济环境下，中国能源工业面临经济增长与环境保护的双重压力。
有资料表明，受资金、技术、能源价格的影响，中国能源利用效率比发达国家低很多。
90年代中国高耗能产品的耗能量一般比发达国家高12%-55%左右，90%以上的能源在开采、加工转换、储运和终端利用过程中损失和浪费。
如果进行单位GNP能耗（吨标准煤/千美元）的国家比较（90年代中期），中国分别是瑞士、意大利、日本、法国、德国、英国、美国、加拿大的14.4倍、11.3倍、10.6倍、8.8倍、8.3倍、7.2倍、4.6倍、和4.2倍。
1995年，中国火电厂煤耗为412克标准煤/kWh，是国际先进水平的1.27倍。
由此可见，对能源的有效利用在我国已经非常迫切。
作为能源消耗大户之一的电机在节能方面是大有潜力可挖的。
我国电机的总装机容量已达4亿千瓦，年耗电量达6000亿千瓦时，约占工业耗电量的80%。
我国各类在用电机中，80%以上为0.55-220kW以下的中小型异步电动机。
我国在用电机拖动系统的总体装备水平仅相当于发达国家50年代水平。
因此，在国家十五计划中，电机系统节能方面的投入将高达500亿元左右，所以变频调速系统在我国将有非常巨大的市场需求。
目前，国内变频调速系统的研究非常活跃，但是在产业化方面还不是很理想，市场的大部分还是被国外公司所占据。
变频调速技术发展趋势探讨
变频调速技术发展趋势探讨变频调速技术是一种通过改变电机输入电压或频率来改变电机转速的技术。
它通过改变电机的输入信号，可以实现电机在不同负载下的可变转速。
该技术在工业生产领域中被广泛应用，例如风力发电机组、制冷空调设备、水泵、电梯等。
本文将围绕变频调速技术的发展趋势展开讨论。
首先，随着数字化技术的不断发展和应用，变频调速技术将趋向于数字化控制。
传统的变频调速系统主要采用模拟控制器，无法满足复杂的控制需求。
而数字化控制可以实现更加精确的控制和调节，提高系统的响应速度和控制精度。
数字化控制还可以通过网络实现远程监控和故障诊断，提高设备的可靠性和运行效率。
其次，随着对能源的需求不断增加，节能减排已成为各个行业的重要任务，变频调速技术将朝着更高效节能的方向发展。
传统的电机驱动系统通常采用直接启动方式，无法根据负载大小进行调节，导致能源浪费。
而变频调速技术可以根据负载需求实时调整电机运行状态，实现节能减排。
例如，在水泵系统中，变频调速技术可以根据管道压力调整水泵转速，减少能耗。
再次，随着新能源技术的不断发展，变频调速技术将与新能源技术相结合，推动可再生能源的利用。
例如，在风力发电系统中，传统的定速风机难以适应风力发电机组的不稳定输出特性，而变频调速技术可以根据风速变化实时调整发电机转速，提高发电效率，并将电能输出到电网中。
同样，在太阳能光伏系统中，通过变频调速技术可以实现光伏板最大功率点跟踪，提高能量转换效率。
此外，变频调速技术还将在智能制造和智能建筑等领域得到广泛应用。
随着工业4.0和智能制造的发展，生产设备将趋向于自动化和智能化。
而变频调速技术可以实现生产线的自适应调节和柔性布置，提高生产效率。
在智能建筑领域，变频调速技术可以通过智能控制系统实现建筑设备的智能调节，提高能源利用率和舒适性。
综上所述，变频调速技术将朝着数字化控制、高效节能、与新能源技术结合以及智能化发展方向前进。
随着技术的不断创新和进步，相信变频调速技术在各个领域将发挥更加重要的作用。
多相变频调速技术的现状和发展方向
多相变频调速技术的现状和发展方向目前中大功率交流传动系统的用电量占所有电气传动系统用电量的70%，另外由于电压源型逆变器具有功率因素高的优点，所以采用中大容量电压源型逆变器的电气传动系统受到人们的特别关注[1]。
但是由于电力电子功率器件功率等级的限制，目前两电平电压源型逆变器的功率等级还只限于大功率的低端[2]。
为了实现大功率电压源型逆变器电气传动系统，多电平结构在供电电压为中高压的场合得到了广泛应用。
但在供电电压本身受限制的大功率应用场合，例如水下舰船电力推进，则必须寻求其它的结构形式。
此外人们对电气传动系统可靠性也提出了更高的要求，希望系统具有更好的容错运行能力。
为了在较低电压下实现同样功率等级的交流传动系统，并提高系统可靠性，多相电机的变频调速系统作为大功率、高可靠性驱动系统的解决方案之一应运而生。
在二十世纪80年代以前，当时的技术条件严重束缚了多相电机驱动系统的研究与应用。
直到近二三十年来，现代电力电子技术、微电子技术和现代电机控制理论的迅速发展使得高性能多相电机驱动系统的实现成为可能，其优势才得以充分发挥，应用范围迅速扩大。
例如在舰船推进中，全电力推进是今后舰船推进方式的发展趋势，而多相电机驱动系统的变频调速技术是其中的关键技术之一。
对多相变频调速技术的研究必将大大促进我国舰船推进技术的发展。
此外，多相电机变频调速技术也特别适合于应用在电动汽车、航空航天、军事、核反应堆供水等应用场合。
2 多相变频调速系统的优点实际上，多相技术与多电平技术可以看作是一个问题的两个方面。
要输出同样的功率，或者提高电压、降低电流，或者降低电压、提高电流。
多相变频调速系统的核心竞争力主要表现以下几个方面[3]：（1）在船舶电力推进，轨道交通等供电电压等级受限制的场合，采用多相电机驱动系统是实现低压大功率传动的有效途径。
变频技术的发展趋势及其应用
变频技术的发展趋势及其应用0 引言在工业生产及国计民生中电机的使用十分广泛，电机的传动方式通常分为直流电机传动及交流电机传动。
过去由于交流电机实现调速较困难或者某些调速方式低效不够理想，因而长期以来在调速领域大多使用直流电机，而交流电动机的优点在调速领域中未能得到发挥。
交流电动机的调速方式通常有下列三种。
1）变极调速是通过改变电动机定子绕组的接线方式以改变电机极数实现调速，这种调速方法是有级调速，不能平滑调速，而且只适用于鼠笼电动机。
2）改变电机转差率调速其中有通过改变电机转子回路的电阻进行调速，此种调速方式效率不高，且不经济。
其次是使用滑差调速电机进行调速，调速范围宽且能平滑调速，但这种调速装置结构复杂（通常由异步电机、滑差离合器与操纵装置三部分构成），滑差调速电机是在主电机转速恒定不变的情况下调节励磁实现调速的，即便输出转速很低，而主电机仍运行在额定转速，因此耗电较多，另外励磁与滑差部分也有效率问题与消耗问题。
较好的转差率调速方式是串级调速。
3）变频调速通过改变电机定子的供电频率，以改变电机的同步转速达到调速的目的，其调速性能优越，调速范围宽，能实现无级调速。
目前我国生产现场所使用的交流电动机大多为非调速型，其耗能十分惊人。
如使用变频调速，则可节约大量能源。
这对提高经济效益具有十分重要的意义。
1 变频调速技术的进展上世纪50年代末，由于晶闸管（SCR）的研究成功，电力电子器件开始运用于工业生产，可控整流直流调速便成了调速系统中的主力军。
但由于直流电机结构复杂，造价比交流电机高，直流电动机在运行中，炭刷接触产生炭粉而易引起环火，须经常保护，而且直流调速系统线路复杂，维修十分不便。
因而便促进了世界各国对交流调速技术的开发与研制。
20世纪80年代中期，随着第三代电力电子器件，如门极可关断晶闸管（GTO）、大功率晶体管（GTR）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）等全控型电力电子器件的研制成功，与电力电子器件从电流驱动型到电压驱动型全控器件等的进展，日本等国已先后研制开发出了功率等级不一致的把操纵、驱动、检测、保护及功率输出集于一体的变频调速产品，如图1所示。
变频器的发展现状
变频器的发展现状变频器是一种将电能转换为可调速电能输出的电力调制装置，广泛应用于电机控制领域。
随着科技的发展和工业的进步，变频器也在不断发展和改进，具有以下几个方面的现状：首先，变频器技术不断创新。
随着电子技术的快速发展，变频器技术不断创新，从最初的模拟变频器到现在的数字变频器。
数字变频器具有更高的精度、更好的稳定性和更强的抗干扰能力，能够更好地适应复杂的工况要求，提高了电机的控制效率。
其次，变频器日益智能化。
随着人工智能和大数据技术的快速发展，变频器不断向智能化方向发展。
智能变频器可以通过感知和学习外部环境，自动调节输出频率和电压，以适应不同负载的需求，提高系统的运行效率和节能效果。
同时，智能变频器还具有自我诊断和维护功能，可以自动检测故障并给出解决方案，减少了维修和停机时间，提高了设备的可靠性。
再次，变频器的功率和容量不断提升。
随着工业的发展和需求的增加，对变频器的功率和容量提出了更高的要求。
传统的变频器主要用于小功率和中功率的电机控制，而现在出现了越来越多的大容量变频器，可以实现对数百千瓦甚至几千千瓦级别的电机进行控制。
这大大拓宽了变频器的应用范围，使其在大型工程和重工业领域发挥更大的作用。
最后，变频器的节能效果逐渐凸显。
随着能源问题的日益突出，节能成为了一个重要的议题。
变频器作为一种能够调节电机的转速和负载的装置，可以根据实际需求进行调整，降低电机的负载损耗和启动能耗，从而达到节能的目的。
据统计，使用变频器可以将电机的能耗降低10%~60%，在工业生产中具有巨大的节能潜力。
综上所述，变频器的发展现状呈现出技术创新、智能化、功率提升和节能明显等特点。
随着技术的不断进步和应用的扩大，相信变频器在未来会发挥越来越重要的作用，并在工业自动化和节能减排等方面做出更大的贡献。
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张小只机械知识库变频调速及其控制技术发展趋势
能源需求正极大地影响着全球经济发展。
我国同样也面临着经济增长对能源需求的压力。
九十年代我国高耗能产品的耗能量比发达国家高12-55%，能源综合利用效率仅为32%。
我国迫切需要提高能源利用效率。
电机是能源消耗大户之一。
我国电机总装机容量已达4亿千瓦，年耗电量达6000亿千瓦时，占工业耗电量的80%，然而直到目前，我国各类在用电机80%以上还是中小型异步电动机，可见我国在电机节能领域有非常大的潜力。
电机节能技术最受瞩目的就是变频调速技术。
但是，我国变频调速技术研究虽然非常活跃，然而产业化仍很不理想，外国产品几乎占据了我国变频调速技术市场的60%。
变频调速技术的现状
20世纪是变频调速技术由诞生到发展的时代。
特别是20世纪90年代以后，IGBT、IGCT（集成门极换向性晶闸管）等新型电力电子器件的发展、DSP（数字信号处理器）和ASIC（专用集成电路）的快速发展以及新颖控制理论和技术（如磁场定向矢量控制、直接转矩控制等）的完善，使变频调速系统在调速范围、调速精度、动态响应、功率因数、运行效率和使用方便等性能指标超过了直流调速系统，达到取代直流调速的地步，受到各行业的欢迎并取得显著的经济效益。
变频调速及控制技术的发展趋势
1．高压大功率的变频调速系统
在我国低压变频调速装置已得到用户的认可，市场总量已达2000年的约40亿人民币，并显示出其节能效果。
据统计，我国低压（690V以下）电机数量是高压电机。
交流变频调速技术发展的现状及趋势
交流变频调速技术发展的现状及趋势交流变频调速技术发展的现状及趋势概述交流电动机变频调速技术是在近⼏⼗年来迅猛发展起来的电⼒拖动先进技术，其应⽤领域⼗分⼴泛。
为了适应科技的发展，将先进技术推⼴到⽣产实践中去，交流变频调速技术已成为应⽤型本科、⾼职⾼专电类专业的必修或选修课程。
变频调速技术概述，常⽤电⼒电⼦器件原理及选择，变频调速原理，变频器的选择，变频调速拖动系统的构建，变频技术应⽤概述，变频器的安装、维护与调试和变频器的操作实验。
在理论上以必需、够⽤为原则；精⼼选材，努⼒贯彻少⽽精、启发式的教学思想；变频调速技术是⼀种以改变交流电动机的供电频率来达到交流电动机调速⽬的的技术。
⼤家知道，从⼤范围来分，电动机有直流电动机和交流电动机。
由于直流电动机调速容易实现，性能好，因此，过去⽣产机械的调速多⽤直流电动机。
但直流电动机固有的缺点是，由于采⽤直流电源，它的滑环和碳刷要经常拆换，故费时费⼯，成本⾼，给⼈们带来不少的⿇烦。
因此⼈们希望，让简单可靠价廉的笼式交流电动机也能像直流电动机那样调速。
这样就出现了定⼦调速、变极调速、滑差调速、转⼦串电阻调速和串极调速等交流调速⽅式；由此出现了滑差电机、绕线式电机、同步式交流电机。
但其调速性能都⽆法和直流电动机相⽐。
直到20世纪80年代，由于电⼒电⼦技术、微电⼦技术和信息技术的发展，才出现了变频调速技术。
它的出现就以其优异的性能逐步取代其他交流电动机调速⽅式，乃⾄直流电动机调速系统，⽽成为电⽓传动的中枢。
要学习交流电动机的变频调速技术，必须有电⼒拖动系统的知识。
因此，先温习电⼒拖动系统的基础知识。
电⼒拖动系统由电动机、负载和传动装置三部分组成。
描写电⼒拖动系统的物理量主要是转速，n和转矩T（有时也⽤电流，因转矩和电动机的电枢电流成正⽐）。
两者之间的关系式称为机械特性。
交流电动机是电⼒拖动系统中重要的能量转换装置,⽤来实现将电能转换为机械能。
长期以来⼈们⼀直在寻求对电动机转速进⾏调节和控制的⽅法,起初由于直流调速系统的调速性能优于交流调速系统,直流调速系统在调速领域内长期占居主导地位。
简述变频器技术的发展趋势
简述变频器技术的发展趋势
变频器技术旨在调节电动机的转速和负载。
随着工业自动化和能源节约要求的不断增加，变频器技术也在不断发展。
以下是变频器技术发展的几个趋势：
1. 高性能和高效率：变频器的效率是衡量其性能的重要指标。
随着能源效率要求的提高，未来的变频器将更加注重提高转换效率和减少能耗。
2. 高可靠性和耐用性：随着变频器在工业和商业领域中的广泛应用，对其可靠性和耐用性的要求也越来越高。
未来的变频器将倾向于采用更加耐用可靠的元件和系统设计。
3. 多功能和智能化：将来的变频器将更加智能化，能够实现更多的功能，如电能质量监测、故障诊断和预测性维护等。
同时，它们将与其他自动化设备和系统集成，以实现更高级的控制和管理。
4. 小型化和集成化：随着技术的进步，未来的变频器将越来越小巧轻便。
这将使得安装更加方便，并且可以在更多的应用场合中使用。
5. 环保和可持续发展：随着全球环境问题的日益严重，未来的变频器将更加注重环保和可持续发展。
它们将采用更多的环保材料和设计，以减少对环境的影响。
总的来说，未来的变频器将更加高性能、高效率、可靠耐用、智能化、小型化、
环保和可持续发展。
这将使它们在各个领域的应用更加广泛，为工业自动化和能源节约做出更大的贡献。
变频调速及其控制技术的现状与发展趋势
变频调速及其控制技术的现状与发展趋势摘要：变频调速技术以其卓越的调速性能、显著的节电效果在各个领域得到广泛的应用，为节能降耗、改善控制性能、提高产品的产量和质量提供了重要手段。
本文首先回顾了变频调速技术的发展历史和现状，然后总结了变频调速中的关键控制技术，并介绍了智能控制理论在变频调速系统中的应用情况，最后指出了变频调速技术的发展趋势。
关键字：变频调速技术矢量控制异步电动机PWM技术智能控制1变频调速技术的发展历史及现状变频调速技术涉及到电力、电子、电工、信息与控制等多个学科领域。
随着电力电子技术、计算机技术和自动控制技术的发展，以变频调速为代表的近代交流调速技术有了飞速的发展。
交流变频调速传动克服了直流电机的缺点，发挥了交流电机本身固有的优点（结构简单、坚固耐用、经济可靠、动态响应好等），并且很好地解决了交流电机调速性能先天不足的问题。
交流变频调速技术以其卓越的调速性能、显著的节电效果以及在*****领域的广泛适用性，而被公认为是一种最有前途的交流调速方式，代表了电气传动发展的主流方向。
交流调速技术为节能降耗、改善控制性能、提高产品的产量和质量提供了至关重要的手段。
变频调速理论已形成较为完整的科学体系，成为一门相对独立的学科。
变频装置有交-直-交系统和交-交系统两大类。
交-直-交系统又分为电压型和电流型，其中，电压型变频器在工业中应用最为广泛。
本文所涉及的就是此类变频调速理论和技术。
20世纪是电力电子变频技术由诞生到发展的一个全盛时代。
最初的交流变频调速理论诞生于20世纪20年代，直到60年代，由于电力电子器件的发展，才促进了变频调速技术向实用方向发展。
70年代席卷工业发达国家的石油危机，促使他们投入大量的人力、物力、财力、去研究高效率的变频器，使变频调速技术有了很大的发展并得到推广应用。
80年代，变频调速已产品化，性能也不断提高，发挥了交流调速的优越性，广泛地应用于工业各部门，并且部分取代了直流调速。
我国变频器的现状及其未来的技术发展
我国变频器的现状及其未来的技术发展一、引言变频器是一种用于改变电机转速和控制电机运行的电子设备，广泛应用于工业生产、交通运输、家庭电器等领域。
我国自20世纪80年代开始引进变频器技术，经过多年的发展，已经成为全球变频器生产大国之一。
本文将对我国变频器的现状及其未来的技术发展进行分析。
二、我国变频器市场现状1. 市场规模据统计，2019年我国变频器市场规模达到了约270亿元人民币，同比增长率为5.2%。
其中，低压变频器占据了市场份额的60%左右。
2. 产品结构目前，我国主要生产的是低压变频器和中高压变频器两类产品。
低压变频器主要应用于家庭电器、建筑物自动化控制和工业自动化控制等领域；中高压变频器则主要应用于电力、冶金、石化等重工业领域。
3. 企业竞争格局在我国低压变频器市场上，ABB、施耐德电气、西门子等外资企业占据了较大份额；而在中高压变频器市场上，国内企业如华峰电气、中恒电气等则具有一定的竞争优势。
三、我国变频器技术发展趋势1. 高效节能随着能源问题的日益突出，变频器的节能性能成为了一个重要的考量因素。
未来，变频器将更加注重提高效率和降低能耗。
2. 智能化控制随着人工智能、物联网等技术的快速发展，变频器也将向智能化控制方向发展。
未来，变频器将更加注重与其他设备的联动和数据共享。
3. 多功能集成为了满足用户多样化需求，未来的变频器将更加注重多功能集成。
例如，在低压变频器领域，产品不仅可以实现传统的马达控制功能，还可以集成温度控制、照明控制等多种功能。
4. 高可靠性在工业生产领域中，设备可靠性是至关重要的。
未来，变频器将更加注重提高产品可靠性和稳定性，并通过故障预测和智能维护等手段最大限度地减少停机时间和维修成本。
四、未来变频器技术发展的挑战1. 国内外市场竞争加剧随着国内外变频器市场竞争的加剧，企业需要不断提高产品质量和技术水平，才能在激烈的市场竞争中占据一席之地。
2. 技术创新压力增大为了满足用户不断升级的需求，企业需要不断进行技术创新，研发出更加先进、高效、智能的产品。
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变频调速及其控制技术的现状与发展趋势摘要:变频调速技术以其卓越的调速性能、显著的节电效果在各个领域得到广泛的应用，为节能降耗、改善控制性能、提高产品的产量和质量提供了重要手段。
本文首先回顾了变频调速技术的发展历史和现状，然后总结了变频调速中的关键控制技术，并介绍了智能控制理论在变频调速系统中的应用情况,最后指出了变频调速技术的发展趋势。
关键字：变频调速技术矢量控制异步电动机PWＭ技术智能控制1变频调速技术的发展历史及现状变频调速技术涉及到电力、电子、电工、信息与控制等多个学科领域。
随着电力电子技术、计算机技术和自动控制技术的发展，以变频调速为代表的近代交流调速技术有了飞速的发展。
交流变频调速传动克服了直流电机的缺点,发挥了交流电机本身固有的优点（结构简单、坚固耐用、经济可靠、动态响应好等),并且很好地解决了交流电机调速性能先天不足的问题。
交流变频调速技术以其卓越的调速性能、显著的节电效果以及在***＊*领域的广泛适用性，而被公认为是一种最有前途的交流调速方式,代表了电气传动发展的主流方向。
交流调速技术为节能降耗、改善控制性能、提高产品的产量和质量提供了至关重要的手段。
变频调速理论已形成较为完整的科学体系，成为一门相对独立的学科。
变频装置有交-直-交系统和交-交系统两大类。
交-直-交系统又分为电压型和电流型,其中,电压型变频器在工业中应用最为广泛。
本文所涉及的就是此类变频调速理论和技术。
２0世纪是电力电子变频技术由诞生到发展的一个全盛时代。
最初的交流变频调速理论诞生于20世纪2０年代,直到60年代，由于电力电子器件的发展，才促进了变频调速技术向实用方向发展。
70年代席卷工业发达国家的石油危机，促使他们投入大量的人力、物力、财力、去研究高效率的变频器，使变频调速技术有了很大的发展并得到推广应用。
80年代,变频调速已产品化,性能也不断提高，发挥了交流调速的优越性,广泛地应用于工业各部门,并且部分取代了直流调速。
进入９0年代,由于新型电力电子器件如IGＢT(绝缘栅双极晶体管Iｎsolａted Gate Bipolar Trａnsistor），ＩGCT(集成门极换向型晶闸管Intｅgrated ＧaｔｅCoｍmutaｔed Thyrｉstor)等的发展及性能的提高、计算机技术的发展,如由16位机发展到３２位机以及DSP(数字信号处理器Dｉgitａｌｓignal processor）的诞生和发展等以及先进控制理论和技术的完善和发展(如磁场定向矢量控制、直接转矩控制）等原因，极大地提高了变频调速的技术性能,促进了变频调速技术的发展,使变频器在调速范围、驱动能力、调速精度、动态响应、输出性能、功率因数、运行效率及使用的方便性等方面大大超过了其它常规交流调速方式，其性能指标也超过了直流调速系统,达到取代直流调速系统的地步。
目前，交流变频调速以其优越的性能而深受各行业的普遍欢迎，在电力、轧钢、造纸、化工、水泥、煤炭、纺织、铁路、食品、船舶、机床等传统工业的改造中和航天航空等新技术的发展应用中无不看到变频调速技术的踪影，变频调速技术取得了显著的经济效益。
国外交流变频调速技术的现状具有以下特点：(1)在功率器件方面,近年来高电压、大电流的SCR、GTO、IGB Ｔ、IＧCＴ等器件的生产以及并联、串联技术的应用，使高电压、大功率变频器产品的生产及应用成为现实。
(2)在微电子技术方面，16位、３2位的高速处理器以及DＳP 和ASＩC（专用集成电路Apｐlｉcation Speciｆic ＩC)技术的快速发展,为实现变频器高精度、多功能化提供了硬件手段。
(３）在控制理论方面,矢量控制、磁通控制、转矩控制、智能控制等新的控制理论为研制高性能变频器的发展提供了相关理论基础。
（4) 在产品化生产方面,基础工业和各种制造业的高速发展，促进了变频器相关配套件的社会化、专业化生产。
在国家“八五”科技攻关计划中,交流调速技术被列为重点科技攻关项目。
在“九五”计划中，交流调速及相关技术也受到重视。
但是我国电力半导体器件虽然经过较长时间的发展，总体水平仍然很低，几乎不具备新产品的独立开发能力。
IＧＢT、ＧＴO器件的生产虽引进了国外技术,但一直未形成规模经济效益，变频器产品所用半导体功率器件的制造也几乎是空白，这在一定程度上影响了变频调速技术的发展。
从总体上看我国电气传动的技术水平较国际先进水平差距10－１5年。
在大功率交-交变频技术、无换向器电机等方面，国内虽然有少数科研单位有能力制造,但在数字化及系统可靠性方面与国外相比，还有相当差距。
在中小功率变频技术方面，国内几乎所有的产品都是采用普通V/Ｆ控制，仅有少量样机采用矢量控制，品种与质量还不能满足市场需要,只能靠大量进口产品满足需求。
2变频调速中的关键控制技术及其发展(1)矢量控制技术1971年西门子公司提出的矢量变换控制是一种新的控制思想和控制理论。
其基本思想是把交流电机模拟成直流电机进行控制。
它是以转子磁场定向，采用矢量交换的方法实现交流电动机的转速和磁链控制的完全解耦。
迄今为止,矢量控制技术已经获得了长足的发展。
(2)无速度传感器矢量控制技术近年来高性能异步电机调速系统得到广泛的应用,而速度传感器的安装、维护以及低速性能等方面的问题，影响了异步电机调速系统的简便性、廉价性和可靠性。
无速度传感器异步电机的控制已越来越受到人们的关注和重视。
无速度传感器矢量控制变频器既具有矢量控制高性能的优点,又具有通用变频器没有速度传感器的长处,但是，在进行矢量控制时如何获得速度信号是无速度传感器矢量控制的技术关键。
无速度传感器控制系统获得速度信号的方法是用直接计算、参数辨识、状态估计、间接测量等手段，根据电机定子较易测量的定子电压、电流计算出与速度有关的量,从而得到转子速度,并将其用于速度反馈系统之中。
常用的方法有:利用电机的基本方程式(静态和动态）导出速度的方程式进行计算;根据模型参考自适应控制的理论,选择合适的参考模型和可调整模型，利用自适应算法辨识出速度;利用电机的齿谐波电势计算速度等。
从1983年提出无速度传感器矢量控制策略以来,一直受到学术界和产业界的高度重视，日立、安川电机等公司于19８7年分别发表了研究成果，并相继推出了产品。
目前，无速度传感器矢量控制变频器的调速范围为1:50左右，个别厂商有１:75甚至更高的产品。
(3）直接转矩控制技术直接转矩控制技术(简称ＤTC)，是近1０年继矢量控制技术之后发展起来的又一新型的高性能交流变频调速技术。
实际上，由于转子磁链难以准确观测,系统特性受电机参数的影响比较大，而且矢量变换比较复杂，存在着某些理论与实践不符的情形。
19８5年，德国的M.Depeｎbｌock首次提出DTC和理论。
它直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型，采用定于磁场定向而无需解耦电流，直接控制电动机的磁链和转矩,着眼于转矩的快速响应，以获得高效的控制性能。
这种控制技术与矢量控制技术相比,对电机参数不敏感,不受转子参数的影响,简单易行，在很大程度上克服了矢量控制技术的缺点，具有广阔的发展和应用前景。
（4）PWM控制技术随着电压型逆变器在高性能电力电子装置,如交流传动、不间断电源和有源滤波器的应用越来越广泛,PWM控制技术作为这些系统的共用及核心技术,引起人们的高度重视,并得到深入研究。
所谓ＰＷM技术就是利用半导体器件的开通和关断把直流电压变成一定形状的电压脉冲序列，来实现频率、电压控制和消除谐波的一门技术。
自关断器件的发展为PWM技术铺平了道路,目前几乎所有的变频调速装置采用这一技术。
PWM技术用于变频器的控制,可以明显改善变频器的输出波形，降低电动机的谐波损耗，并减小转矩脉动，同时还简化了逆变器的结构，加快了调节速度，提高了系统的动态响应性能。
ＰWM技术除了用于逆变器的控制，还用于整流器的控制，PW Ｍ整流器现在已开发成功，利用它可以实现输入电流正弦和电网功率因数为1。
人们称PWＭ整流器是对电网无污染的“绿色”变流器。
目前已经提出并得到应用的PWM控制方案就不下数十种。
尤其是微处理器应用于PWM技术数字化以后，花样更是不断翻新，从最初追求电压波形的正弦，到电流波形的正弦,再到磁通的正弦,从效率最优，转矩脉动最少，再到消除噪音等，ＰWM控制技术的发展经历了一个不断创新和不断完善的过程。
目前仍有新的方案不断提出,这说明该项技术的研究方兴未艾。
不少方法已趋成熟，有许多在实际中得到应用。
PWM控制技术一般可分为三大类，即正弦PWＭ、优化ＰWM 及随机ＰWM。
从实现方法上来看，大致有模拟式和数字式两种实现方式。
从控制特性来看主要可分为两种:开环式（电压或磁通控制型）和闭环式(电流或磁通控制型）。
随着计算机技术的不断进步，数字化PWM已逐步取代模拟式PWM，成为电力电子装置共用的核心技术。
交流电机调速性能的不断提高在很大程度上是由于PWM技术的不断进步。
目前广泛应用的是在规则采样ＰＷM的基础上发展起来的准优化PＷM法，即三次谐波叠加法和电压空间矢量PWM法,这两种方法具有计算简单、实时控制容易的特点。
（5)数字化控制技术控制技术的数字化是静止变频装置的核心技术,是今后的发展趋势。
目前市场上的变频装置几乎全面实现了数字化控制，由于元件的高性能和小型化，使变频装置实现了控制的高精度。
采用ＤSP和A ＳIＣ实现了快速运算和高精度控制,可以得到良好的电流波形变频器的噪音大幅度降低。
由于应用微电子技术和ASIC,装置的元器件数量得以大幅度减少，从而使变频装置的可靠性大幅度提高。
早期由于受CPＵ处理速度限制和离散延迟时间的影响,电流控制响应为数毫秒,速度控制响应为十毫秒左右。
近年来ＣPU处理速度的提高和应用DS Ｐ、ASＩC控制使扫描时间大幅度缩短，目前电流响应为0.1～0．7ｍs,速度响应2~4ms，足以满足传动领域的控制要求。
(6)自整定技术在变频调速系统中自整定技术的应用日益广泛,它可以根据速度和负载的变化自动调整控制系统的参数，使得系统具有快速的动态响应。
自整定技术分为离线式和在线式两种。
离线式的研究成果已经在相当多的产品中应用,它是在运行系统程序之前通过运行一段自整定程序，辨识相关数据,并修改系统程序的相关参数,以期获得良好的系统控制性能。
离线式自整定的缺点是当系统运行后，不能实时修改系统参数，因而系统不能获得最佳控制性能。
在线式自整定可以实时修改控制器的参数，因而可以获得最佳控制性能。
自整定技术的研究课题包括：扩大应用范围、提高精度、在线自整定等。
同时,改进控制技术，提高系统鲁棒性也和自整定技术紧密相联系。
3交流变频调速系统中的智能控制理论现代控制理论和智能控制理论在交流传动领域应用十分活跃，在控制量（如磁链、速度、转矩、磁极位置)的检测、估计中已有相当成熟的研究成果，部分成果在产品中得到应用。